提高焦炭質量的技術措施探究

王文杰

摘 要：焦炭是冶金行業重要的生產原料，在高爐煉鐵生產中起到了發熱劑、增炭劑、還原劑和材料骨架的作用，對于高爐生產的經濟技術指標以及鋼鐵產品的質量都具有重要的影響。隨著市場對鋼鐵產品品質要求的不斷提高和高爐大型化的發展，鋼鐵企業兌焦炭質量的要求也越來越高，如何采取技術措施，不斷提高焦炭質量，滿足高爐煉鐵用焦需求便成為了鋼鐵企業生產技術部門需要重點研究的問題。本文主要對提高焦炭質量的相關技術措施進行了探討和分析。

關鍵詞：焦炭質量；高爐煉鐵；技術措施；研究分析

焦炭生產的過程實質就是煤高溫蒸餾焦化的過程，煤在隔絕空氣的高溫環境下，會發生一系列的物理、化學反應，在一定的時間內經過干燥、熱解、熔融、粘結、固化、收縮等幾個階段，最終成為高爐煉鐵生產所需要的焦炭。評價焦炭質量的技術指標有很多，包括裂紋度、氣孔率、抗碎強度以及硫分、磷分、揮發分等等，煉鐵生產中使用的冶金焦炭對于這些質量指標都有嚴格的要求。為保證高爐鐵水的質量，達到節焦增炭、降本增效的生產目的，我們必須要采取技術手段，對焦炭的生產過程加以嚴格的控制，才能使焦炭達到相應的技術指標，從而滿足高爐煉鐵生產對冶金用焦的質量要求。

1 焦炭質量的影響因素分析

1.1 配煤結構

不同的煤種的成分和理化性質是有一定區別的，其焦化反應特性也是不同的，因此，不同的煤種配比對于焦炭的質量是有決定性影響的。配煤理論認為煉焦配煤中惰性組分與活性組分應有一定的比例，煤配比中的惰性組分有利于使煤形成致密的焦炭，不易塌碎；合理的煤配比可以使煤相應的理化性質，如結焦性、粘結性、灰分、硫分等達到煉焦煤要求。

1.2 煤粉碎細度

煤的粉碎可以減小煤塊，促進煤的充分反應，利于結焦，但粉碎應有一定的原則，不是越細越好，對于煤中的活性組分和惰性組分應區別對待。一般對于煤料中的活性組分不應粉碎過細，惰性組分則應粉碎到合適程度，以減少消除焦炭裂紋。

1.3 入爐煤水分

入爐煤水分過多的話最直接的影響就是增加煉焦過程的耗熱量，使升溫速度變慢，焦炭不易成熟，結焦時間延長；此外，入爐煤水分對焦炭的體積大小、成焦形貌以及焦炭的熱性能等都有影響，入爐煤水分過多還會造成焦質疏松，焦餅中心泡焦過多。

1.4 結焦時間和溫度

煤焦化的過程主要受時間和溫度的影響，而這兩方面因素也是煉焦生產中需要嚴格控制的，只有在一定的標準溫度范圍內，經過相應的時間，才能使煤變為成熟的焦炭。如果結焦時間或溫度不夠的話，容易造成焦炭的不成熟；而時間過長、溫度過高或是波動較大的話，則容易造成焦炭過碎或是出現夾生焦。

1.5 熄焦方式

在目前的煉焦生產工藝中，主要有濕法熄焦和干法熄焦兩種熄焦方式，從對于焦炭的質量影響相比而言，干法熄焦要優于濕法熄焦。首先，紅焦在干熄爐內停留相當于增加了悶爐時間，使焦炭的熱性質和耐磨強度都得到改善，同時還提高了抗碎強度，減少了焦炭裂紋的產生；干熄的方式還避免了紅焦與水的接觸，沒有水煤氣反應的發生，保持了焦炭氣孔結構的完好。

2 提高焦炭質量的技術措施

2.1 優化配煤，改善入爐煤配比

冶金焦炭的質量評價標準如灰分、硫分等都與焦炭質量有直接的關系，在煤的配比中，應在保證質量的前提下，適當考慮經濟性，盡量減少高灰分煤及高價煤的配比，將惰性組分控制在20%～30%。可利用實驗小焦爐，對煤種配比及其成焦質量進行分析，不斷總結經驗，達到煤種的優化配比，可在一定范圍內調節入爐煤的流動性、熱穩定性等，從而控制焦炭質量。

2.2 增加入爐煤的堆比重

增加入爐煤的堆比重可以減小煤的間隙，提高煤的密實度，成焦后使焦炭粘結性和機械強度提高，變得不易破碎，從而改善焦炭質量。增加入爐煤堆比重的辦法有很多，主要有煤干燥、搗固、壓實等。

2.3 煤料的合理粉碎和均勻混合

在煤破碎環節應對煤料進行合理粉碎，保持各煤種適宜的粒度大小。例如瘦煤、氣煤應細粉碎，焦煤、肥煤應粉碎，使細度小于3mm的煤料占到總量的85%左右；同時還應在儲存、運輸、配煤等環節對煤焦均勻混合，使生產的焦炭質量均勻。

2.4 應用添加劑

為改善煤的結焦性和粘結性等性能，可以采取在煤中適當摻入添加劑的辦法，常用的添加劑主要有瘦化劑和粘結劑兩類。例如，當煤的收縮性很大時，可以適當添入焦粉；當煤料粘結性不足時，可適當加入瀝青或油等粘結劑，以改善其粘結性能，提高焦炭質量。

2.5 加強對焦爐溫度和結焦時間的控制

必須嚴格控制焦爐溫度，保持其在標準溫度范圍內，避免溫度過高或過低，并保持焦爐橫排溫度的均勻性，為焦炭成熟提供適宜的溫度環境；嚴格控制并保證足夠的結焦時間，根據焦爐溫度和結焦時間合理安排推焦計劃。

2.6 加強焦爐操作管理

裝煤時應保證焦爐裝滿、裝勻，并用平媒桿或搗固機等壓實、壓平；推焦時嚴格控制推焦時間和推焦系數，確保準時出焦，避免提前推焦和延遲推焦，如出現生產問題無法推焦時，則應立即采取措施控制加熱，避免溫度過高、時間過長而造成焦炭過火。

2.7 優化熄焦工藝

在濕法熄焦中，應對噴淋量和控制方式進行適當調整，力求在減少焦炭水分的同時保證熄焦徹底；加強對熄焦工藝的改進，干熄焦工藝是國家計委推廣的節能專項，在促進能源高效利用的同時，還可以提高焦炭質量，有條件的企業應采取干熄工藝逐步替代過去的濕法熄焦。

3 結語

焦炭質量的影響因素有很多，我們在生產中必須對這些方面加以嚴格的控制，同時注重對煉焦技術的研究和改進，才能不斷提高焦炭質量，為煉鐵生產提供優質的冶金焦炭。

參考文獻

[1]邢建通，李洪鈞，宋英臣，等.焦化配煤和工藝控制的研究與生產實踐[J].河南冶金，2008，16（6）：22-23.

[2]潘立慧.干熄焦技術[M].北京：冶金工業出版社，2005.

（作者單位：河北鋼鐵集團邯鋼分公司技術中心）